20xx粵教版高中物理選修3-16磁場(chǎng)與安培力滾動(dòng)檢測(cè)-閱讀頁(yè)
2024-12-23 05:35本頁(yè)面
【正文】 方程和演算步驟 ) 圖 11 11． (16 分 )如圖 11 所示，固定的兩光滑導(dǎo)體圓環(huán)半徑為 m，相距 1 m．在兩圓環(huán)上放一導(dǎo)體棒，圓環(huán) 上接有電源，電源的電動(dòng)勢(shì)為 3 V，內(nèi)電阻不計(jì)．導(dǎo)體棒質(zhì)量為 60 g，電阻為 Ω 勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上，且 B＝ T．開(kāi)關(guān) S閉合后，棒從圓環(huán)底端上滑至某一位置后靜止．試求： (1)靜止后每個(gè)環(huán)對(duì)棒的支持力為多少？ (g取 10 m/s2) (2)此棒靜止后的位置與環(huán)底高度差為多少？ 解析 (1)導(dǎo)體棒靜止時(shí)，設(shè)每個(gè)環(huán)對(duì)棒的支持力為 RN1，兩球?qū)Π舻淖饔昧?FN，則 FN＝ 2FN，棒受重力 mg、兩環(huán)對(duì)其作用力 FN和安培力 F的共同作用而平衡，則三力的合力為零，如圖所示． [ 由安培力公式得 F＝ BIL＝ BLER ＝ 1 N＝ N 則 FN1＝ FN2＝ F2＋ mg 22 ＝＋ 2 N＝ N. (2)設(shè)環(huán)對(duì)棒的作用 力 FN與水平方向的夾角為 θ ，棒靜止后 的位置與環(huán)底高度差為 tan θ ＝ mgF ＝ ＝ 34， h＝ r(1－ sin θ )＝ (1 － 35) m＝ m. 答案 (1) N (2) m 圖 12 12．如圖 12所示， 光滑的平行導(dǎo)軌傾角為 θ ，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)阻為 r的直流電源．電路中有一阻值為 R的電阻 ，其余電阻不計(jì)，將質(zhì)量為 m、長(zhǎng)度為 L的導(dǎo)體棒由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放瞬間的加速度的大?。? 解析 受力分析如圖所示，導(dǎo)體棒受重力 mg、支持力 FN和安培力 F， 由牛頓第二定律： mgsin θ － Fcos θ ＝ ma ① [F＝ BIL ② I＝ ER＋ r ③ 由 ①②③ 式可得 a＝ gsin θ － BELcos θm R＋ r . 答案 gsin θ － BELcos θm R＋ r
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